微异构的创新:英特尔架构天河2问鼎2013超算Top500

CNET科技资讯网 06月18日 北京消息（文/李钧）： 英特尔在去年年底推出了至强融核（Xeon Phi）平台，这个作用类似于GPU的系统，很快就展现出了它的实力，在昨天的国际超级计算大会上，一套采用英特尔至强融核平台的系统勇夺冠军，成为全球最强大的超级计算机，这就是中国的天河二号。

尽管这是一个新的平台，但对于用户而言，并不需要去在乎架构上的变化，所有的应用都可以在以CPU为基础的架构上进行开发、移植和调优，新增的至强融核并不会对软件设计提供新的要求，英特尔认为，这是一种微异构的体系，在异构计算停滞不前的时代，英特尔实现了单一编程模式的异构系统，一方面提升工业效率，另一方面提升计算性能。

我们先来看看采用这种微异构体系的天河二号。这款由中国广州国家超级计算中心构建的超级计算机，配备了32000颗至强E5-2600 v2处理器，以及48000颗英特尔至强融核协处理器，系统总功耗17.8兆瓦，它不仅仅是全球高性能计算机Top500中性能最强的，也是能效最高的系统之一。由于微异构的支撑，这套平台可以由通用编程模型进行支持，这是传统异构所无法实现的。

目前，超算在全球范围内已经有着广泛的应用。在三个领域中，超算有着广泛的应用：

首先在超算应用最广泛的政府和科研领域中，超算仍然在支撑获取重大发现的基础科研工作；其次，在商业和行业领域，超算能够帮助用户实现更好的产品，帮助企业让产品更快进入市场并且降低研发投入；最后在全新的应用领域中，超算也在发挥作用，比如人类大脑研究项目，让超算应用其中，帮助分析大脑工作机制，解决困扰人类的脑部疾病。

在这些领域中，超算有着无数的成功经历，比如在注明的汽车企业奥迪上，他们就组建了一套系统，来实时成像分析设计成型的汽车，在原型车出厂之前，不需要任何物理制造介入，系统可以帮助奥迪自动的分析汽车的防撞等能力，而利用传统方式，奥迪可能需要在成品车生产之前制造十几台甚至几十台汽车原型，超算帮助他们大大降低了设计成本，同时加快了新车推向市场的速度。

伴随着微异构的出现，英特尔的超算架构也在发生着变化，在2009年，英特尔的超算架构非常简单，只有两个组成部分：处理器和软件，然而现在四个大模块组成了一个完善的超算体系：处理器、协处理器、网络通信和软件。

此次英特尔推出了多款产品和产品线，包括了至强融核7100，3100，5100，

在这些产品中，英特尔至强融核协处理7100产品家族经过精心设计和优化，具备最佳性能和最高级别的特性，包括集成了61个时钟速度为1.23GHz的内核、拥有16 GB的内存容量支持（比此前加速器或协处理器支持的内存容量提高一倍）和超过1.2 TFlops的双精度浮点计算性能。英特尔至强融核协处理器3100产品家族被设计用于提供出色的性价比优势。该产品家族集成57个时钟速度为1.1GHz的内核，可提供1 TFlops的双精度性能。

此外，英特尔还为去年推出的英特尔至强融核协处理器5100产品家族增添了一个新成员——英特尔至强融核协处理器5120D，它针对高密度环境进行了优化，能够以小型主板的形态支持插座直连，构成类似刀片的系统。

得益于这些微异构的创新，英特尔在新的超算格局上也表现非常突出，最新的超算Top500上，英特尔架构的平台达到403台，达到81%，而新上榜的177台超级计算机中，有98%（174台）采用英特尔架构，作为对比，去年超算Top500中，英特尔架构的数量不超过400台。